生物能源开发作为可持续发展的重要路径,在高考地理和生物命题中常结合资源利用、生态保护、区域发展等核心素养进行考查。以下从多个角度分析其可能的命题方向及答题要点:

一、生物能源的特性与优势

1. 可再生性与低碳性

生物能源以生物质(如芦竹、林木、农作物废弃物)为原料,属于可再生能源,可减少对化石燃料的依赖,降低碳排放。例如,芦竹通过光合作用吸收CO₂,具有固碳能力,被称为“负碳能源”。

高考链接:选择题可能考查生物能源的环保特性,如“下列能源中属于可再生能源且碳足迹最低的是?”

2. 生态修复功能

种植能源植物(如桉树、芦竹)可改善土壤质量、治理盐碱地,防止水土流失。例如,贵州Z村通过种植糯稻和养鱼鸭形成生态农业系统,兼顾能源生产与生态保护。

高考链接:综合题可能要求分析某地推广能源植物的生态意义,如“说明种植芦竹对某盐碱地区域可持续发展的作用。”

二、生物能源开发的区位因素

1. 自然条件

  • 气候与地形:能源植物需适应特定气候(如芦竹适合亚热带湿润气候),地形需便于规模化种植(如平原或缓坡)。
  • 资源基础:需评估生物质资源丰富度,如林业资源丰富的地区可发展林木生物质发电。
  • 2. 社会经济条件

  • 政策支持:国家“双碳”目标推动清洁能源政策,如资源枯竭型城市通过生物能源实现产业转型。
  • 技术条件:生物质液化、气化技术的成熟度影响能源转化效率。
  • 高考链接:区位分析题可能要求评价某地发展生物能源的可行性,需结合自然与社会经济因素。

    三、生物能源与区域可持续发展

    1. 经济转型案例

  • 资源型城市转型:如辽宁阜新、河南焦作通过发展生物能源延长产业链,替代传统煤炭产业。
  • 农村经济振兴:生物能源产业链(种植—发电—副产品利用)可创造就业,促进农村产业升级。
  • 2. 循环经济模式

    例如“稻-鱼-鸭”系统(贵州Z村)实现农业废弃物资源化,提升资源利用率;厨余垃圾自动处理系统将有机渣转化为沼气发电。

    高考链接:可能以示意图形式考查循环经济流程,如“绘制某生物质发电厂的物质循环图”。

    四、技术措施与挑战

    1. 关键技术

  • 育种技术:通过基因编辑、杂交育种培育高生物量、抗逆性强的能源植物(如速生桉树)。
  • 能源转化技术:包括生物质燃烧发电、沼气发酵、纤维素乙醇提取等。
  • 2. 潜在问题

  • 土地资源竞争:需避免“与粮争地”,优先利用边际土地(如荒山、盐碱地)。
  • 生态风险:单一树种大规模种植可能破坏生物多样性。
  • 高考链接:简答题可能要求提出解决“生物能源开发与粮食安全矛盾”的措施。

    五、高考典型题型与答题模板

    1. 选择题

  • 例:下列哪种措施能同时提升生物能源产量和生态效益?
  • A. 扩大种植密度 B. 推广抗病虫害品种 C. 使用化学肥料 D. 开发深层地下水

    答案:B(抗病虫害品种减少农药使用,兼顾产量与生态)。

    2. 综合题

  • 分析思路
  • 资源条件:生物质资源类型与储量;

    环境效益:固碳、减少污染;

    经济效益:产业链延伸、就业机会;

    政策支持:国家清洁能源战略。

  • 案例应用:如“评价黄土高原发展林木生物能源对区域可持续发展的意义”需结合水土保持、能源结构调整等角度。
  • 六、热点拓展

    1. “双碳”目标下的生物能源角色

    生物能源是实现碳中和的重要路径,需结合区域能源结构优化(如南方丘陵区推广芦竹发电)。

    2. 国际合作与政策协同

    生物能源开发需跨国技术合作(如中巴生物乙醇项目),并制定政策避免资源过度开发。

    总结:生物能源开发的高考命题注重综合性与实践性,需从资源、环境、经济多维度分析,并结合具体区域案例(如资源型城市、生态脆弱区)展开论述。备考时需掌握典型技术流程、区位评价模型及可持续发展策略。